Zusammenfassung
Viele Befunde sprechen dafür, dass Fluktuationen in der Verstoffwechselung energieliefernder
Substrate zur Steuerung der Nahrungsaufnahme beitragen. So könnte der rasche Anstieg
der Glukoseverstoffwechselung während einer Mahlzeit zur Sättigung führen. Die Oxidation
von Fettsäuren aus Nahrungsfetten setzt demgegenüber erst einige Zeit nach der Mahlzeit
ein, kann die Nahrungsaufnahme jedoch ebenfalls beeinflussen. Wahrscheinlich ist es
ein der Verstoffwechselung aller Nährstoffe gemeinsames Maß für die umgesetzte Energie,
welches letztlich den Verzehr steuert. Neuronen, die auf Nahrungsbausteine bzw. deren
Metabolisierung mit einer Aktivitätsveränderung reagieren, wurden in der Pfortader
(am Eingang zur Leber) und im Gehirn (Hypothalamus und verlängertes Mark) lokalisiert
und sie vermitteln offenbar den Sättigungseffekt von Glukose, aber ihre generelle
Rolle bei der Steuerung der Nahrungsaufnahme ist noch nicht vollständig geklärt. Als
intrazelluläre Sensoren des Energiefluxes in hypothalamischen Neuronen scheinen die
AMP-Kinase und das mTOR (mammalian target of rapamycin) zu fungieren, 2 Kinasen, die
den aktuellen intrazellulären Energiefluss registrieren und die Nahrungsaufnahme sowie
den Stoffwechsel über die hypothalamischen anabolen und katabolen Neuropeptidsysteme
steuern.
Abstract
Ample evidence indicates that changes in the utilization of energy yielding substrates
generate signals which contribute to the control of eating. The rapid prandial increase
in glucose utilization might thus contribute to meal-ending satiety. The oxidation
of dietary fatty acids increases later after a meal, and also can influence eating.
A common energy-related signal reflecting the metabolizable energy of all ingested
nutrients, rather than specific signals derived from carbohydrate or fat utilization,
presumably controls eating. Neurons that react to nutrients or changes in their utilization
have been located in the hepatic portal area and in the brain (hypothalamus and medulla
oblongata). Each seems to contribute to the satiating effect of glucose, but their
general function in the control of eating is not completely understood. The AMP-Kinase
and the mammalian target of rapamycin (mTOR) are two sensors of intracellular energy
flux which have been located in hypothalamic neurons and appear to be involved in
the control of eating and peripheral metabolism through the modulation of hypothalamic
anabolic and catabolic neuropeptidergic pathways.
Schlüsselwörter
Glukoseverstoffwechselung - Fettsäurenoxidation - Sättigungseffekte - AMP-Kinase -
mTOR
Key words
glucose metabolisation - fatty acid oxidation - satiating effects - AMP kinase - mTOR
Literatur
- 1
Langhans W.
Metabolic and glucostatic control of feeding.
Proc Nutr Soc.
1996;
55
497-515
- 2
Flatt J P, Ravussin E, Acheson K J. et al .
Effects of dietary fat on postprandial substrate oxidation and on carbohydrate and
fat balances.
J Clin Invest.
1985;
76
1019-1024
- 3
Louis-Sylvestre J, LeMagnen J.
Fall in blood glucose level precedes meal onset in free-feeding rats.
Neurosci Biobehav Rev.
1980;
4 (Suppl. 1)
13-15
- 4
Melanson K J, Westerterp-Plantenga M S, Campfield L A. et al .
Blood glucose and meal patterns in time-blinded males, after aspartame, carbohydrate,
and fat consumption, in relation to sweetness perception.
Br J Nutr.
1999;
82
437-446
- 5
Surina D M, Langhans W, Pauli R. et al .
Meal composition affects postprandial fatty acid oxidation.
Am J Physiol.
1993;
264
R1065-R1070
- 6
Kahler A, Zimmermann M, Langhans W.
Suppression of hepatic fatty acid oxidation and food intake in men.
Nutrition.
1999;
15
819-828
- 7
Niijima A.
Glucose-sensitive afferent nerve fibers in the liver and their role in food intake
and blood glucose regulation.
J Auton Nerv Syst.
1983;
9
207-220
- 8
Levin B E, Kang L, Sanders N M. et al .
Role of neuronal glucosensing in the regulation of energy homeostasis.
Diabetes.
2006;
55
S122-S130
- 9 Langhans W.
Portal-hepatic sensors for glucose, amino acids, fatty acids, and availability of
oxidative products. In: Berthoud HR, Seeley RJ Neural control of macronutrient selection. Boca Raton,
FL; CRC Press 1999: 315-329
- 10
Aja S, Landree L E, Kleman A M. et al .
Pharmacological stimulation of brain carnitine palmitoyl-transferase-1 decreases food
intake and body weight.
Am J Physiol.
2008;
294
R352-R361
- 11
Lam T K, Schwartz G J, Rossetti L.
Hypothalamic sensing of fatty acids.
Nat Neurosci.
2005;
8
579-584
- 12
Kahn B B, Alquier T, Carling D. et al .
AMP-activated protein kinase: Ancient energy gauge provides clues to modern understanding
of metabolism.
Cell Metabol.
2005;
1
15-25
- 13
Minokoshi Y, Alquier T, Furukawa N. et al .
AMP-kinase regulates food intake by responding to hormonal and nutrient signals in
the hypothalamus.
Nature.
2004;
428
569-574
- 14
Cota D, Proulx K, Smith K A. et al .
Hypothalamic mTOR signaling regulates food intake.
Science.
2006;
312
927-930
- 15
Langhans W.
Role of the liver in the metabolic control of eating: what we know – and what we do
not know.
Neurosci Biobehav Rev.
1996;
20
145-153
- 16
Langhans W.
Fatty acid oxidation in the energostatic control of eating – A new idea.
Appetite.
2008;
51
446-451
Prof. Dr. Wolfgang Langhans
ETH-Zürich
Schorenstraße 16
8603 Schwerzenbach, Schweiz
Phone: +41/44/655/7420
Email: wolfgang-langhans@ethz.ch